JP2005209606A - 異方導電性シート及びそれを用いた半導体検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＣ等の半導体デバイスの検査に有用な異方導電性シートを提供する。
【解決手段】 シート厚方向に伸びた複数の貫通孔２ａを穿設した耐熱性のフッ素ゴム製の絶縁性弾性体シート２において、各貫通孔２ａ内に金属細線の略楕円形状ループからなる導電部材３をループの長径方向が絶縁性弾性体シート２の厚さ方向になるように挿入・保持させることにより、前記導電部材３を介して該シートの上下に配置した一対の電子部品の端子を電気的に接続するようにした異方導電性シート１が提供される。ＩＣの検査時には、異方導電性シート１を被検査ＩＣ４とテスタ側電気回路基板５との間に介在させてＩＣ４を押圧し、ＩＣ端子４ａと電気回路の電極パッド５ａを電気的に接続する。異方導電性シート１とＩＣ４との間に、貫通孔内に抵抗、ＬＥＤ、ＬＲ回路、コンデンサ等の検査波形調整部品を挿入した検査波形安定化シート２０を介在さると、ＩＣ端子からの電流や信号等をそれに含まれるノイズ低減させた上で異方導電性シート１に導入することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、異方導電性シートに関する。さらに詳しくは、半導体デバイス、特に半導体集積回路（以下、ＩＣと略称する）等の電子部品の検査に使用される異方導電性シート並びにそれを用いた半導体検査装置に関する。

一般に、ＩＣ等の電子部品の電気的特性を検査するために、ＩＣの端子をＩＣ検査用の電気回路に接続して導通検査を行うようにしているが、ＩＣは多様な構造を有するのでＩＣの端子を検査用の電気回路に確実に接続する必要がある。従来、このような多様な構造をもつＩＣの端子を検査用の電気回路に確実に接続する方法としては、下記特許文献１に示すように、異方導電性フィルムをＩＣと電気回路の間に介在させる方法が知られている。

この特許文献１に記載の方法では、導電性微粒子を絶縁性接着剤中に均一に分散してなる異方導電性フィルムを被検査ＩＣと検査用の電気回路との間に介在させ、該異方導電性フィルムを介してＩＣを電気回路に加圧することでＩＣの端子と電気回路のパッドとを電気的に接続することにより、ファインピッチのＩＣの検査を行うことを可能としている。

また、近時、ＩＣはますます高集積化が進み、検査時にＩＣに印加される電流によってＩＣが１００℃以上の高温になることがあり、耐熱性を有する異方導電性フィルムが使用されることがある。

ところが、このような異方導電性フィルムは、非常に薄いため、何等かの外圧が加わると微振動が発生してしまい、かつ静電気が発生して、検査が正常に行われないことがある。また、被検査ＩＣを前記電気回路に加圧するときに、該フィルムとＩＣ又は電気回路との間に真空状態が発生して該フィルムがＩＣ又は電気回路に吸着してしまい、検査用の電気回路からＩＣを取外したときに、該フィルムがＩＣ又は検査用の電気回路に吸着して損傷してしまうことがある。

このような不具合を解消するものとしては、下記特許文献２に示す異方導電性シートがある。この異方導電性シートは、シリコンゴムからなる所定の板厚を有する絶縁性弾性体に導電部材を設け、該導電部材によりＩＣの端子と検査用の電気回路のパッドを接続し、隣接するＩＣの端子の絶縁を図りつつ導通検査を行うようになっている。

このものは、所定の板厚を有する異方導電性シートから構成されるので、何等かの外圧が加わっても微振動が発生することがない上に、該異方導電性シートがＩＣ又は検査用の電気回路に吸着するのを抑制することができる。

しかしながら、このような従来の異方導電性シートにあっては、絶縁性弾性体をシリコンゴムから構成しているので、該異方導電性シートを長時間使用すると、シリコンゴムから絶縁物であるオイル成分が発生してしまい、このオイル成分が導電部材に付着して、ＩＣの導通検査を行うことができないことがある。特に、かかるオイルの発生は高温化で促進されるので、このようなシートは高集積化されるＩＣの検査に使用することが困難である。

また、該異方導電性シートは、その中に存在する導電部材の形状に何等工夫をしていないので、例えば、球形の導電部材を使用した場合には、被検査ＩＣを該異方導電性シートを介してテスタ側の電気回路に加圧したときに、導電部材が潰れてＩＣの端子又は電気回路のパッドとの接触が十分に行われないことが多い。
特開平７−１４０４８０号公報 特開平９−３５７８９号公報

そこで、本発明の主たる目的は、前述のような欠点がなく、高温下でも電子部品の端子を電気的に確実に接続することができ、かつ製造コストの低い異方導電性シートを提供することにある。

本発明の他の目的は、かかる異方導電性シートを用いた半導体検査装置を提供することにある。

本発明によれば、耐熱性のフッ素ゴムからなりかつその厚さ方向に伸びた複数の貫通孔を有する絶縁性弾性体シートと、前記各貫通孔内に挿入された、導電性材料の細線を略楕円形状ループに形成してなる導電部材とを有し、かつ、各貫通孔内に挿入された該導電部材をその略楕円形ループの長径方向が前記絶縁性弾性体シートの厚さ方向に沿うように配置して、前記導電部材を介して前記異方性導電シートの上下に配置した一対の端子を電気的に接続するようにしたことを特徴とする異方導電性シート、並びに、これを用いたことを特徴とする半導体検査装置が、提供される。

本発明では、電子部品の間に介装される絶縁性弾性体シートは耐熱性のフッ素ゴムのシートである。このシートは、耐熱性のフッ素ゴムから構成されるので、従来のシリコンゴム製シートのように高温下であってもオイルが発生するという問題がない。かかる、耐熱性のフッ素ゴムとしては、例えば、「バイトン」（デュポン・ダウ・エラストマー製）、「フローレル」「ダィネオン」（３Ｍ製）、「アフラス」（旭硝子製）、「ダイエル」（ダイキン工業製）等の商品名で市販されているものが使用される。前記絶縁性弾性体シートは、その厚みが０．２５ｍｍ〜１．２ｍｍ、特に０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであるものが好ましい。

前記絶縁性弾性体シートには、その厚さ方向、好ましくは前記絶縁性弾性体シートの面に直交する方向、に貫通する複数の孔が穿設されている。前記絶縁性弾性体シートに設ける貫通孔の総数や、位置・レイアウト等は、検査するＩＣの接続端子の位置に応じて選定される。

前記絶縁性弾性体シートに設けた複数の貫通孔は横断面が円形であるのが好ましく、その内径は、前記絶縁性弾性体シートの厚みの４５％〜６５％であることが好ましい。したがって、好適な円形の貫通孔は、長さが前記絶縁性弾性体シートの厚みと同じで、内径が約０．０６７ｍｍ〜約０．７８ｍｍの円柱状である。しかし、前記貫通孔はその横断面が円形に限定されず、楕円形や四角形、六角形、八角形等の多角形であってもよい。

前記フッ素ゴム製の前記絶縁性弾性体シートに穿設した各貫通孔内には、それぞれ１個の導電部材が挿入・配置されている。この導電部材は、導電性材料からなる細線を略楕円形のループに形成した特殊な形状・構造を有する。この略楕円形ループは、通常、導電性を有する金属の細線で形成され、その材料は、一般に低硬度の金属である、アルミニウム、銅、銀、金、鉄あるいはこれらを含む合金等が適当である。鉄類からなる細線としてはステンレス線、ピアノ線などが有用である。

前記細線の直径は３０μｍ〜２００μｍが適当である。該細線の直径が余りに細いと、これで楕円形のループを形成しにくくなり、２００μｍより太いと略楕円形に形成したループが前記の貫通孔に入りにくい。

略楕円形ループに形成した導電部材は、後述の図２に示すように前記の導電性材料の細線を複数回、特に３〜１０回、巻回して略楕円形のループにしたものが好ましい。このように導電性細線を複数回巻いたループとすることによって、ＩＣ検査時にＩＣの接続端子との導面積が大きくなり導電安定性が飛躍的に向上する。その結果、検査の精度が向上する。

この導電性細線を複数巻回した略楕円形にしたループのサイズは、前記貫通孔のサイズに依存するが、楕円の長径（Ｌ）が０．２ｍｍ〜１．３ｍｍ、短径（Ｓ）が０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度が好適である。

本発明の異方導電性シートは、前記絶縁性弾性体からなるシートに設けた複数の貫通孔内に楕円形ループに形成した前記導電部材が挿入されている。この際、楕円形の長径方向が前記シートの厚み方向に並ぶよう略楕円形ループが縦方向に挿入された状態で配置されている。そして、略楕円形ループの両サイドが貫通孔の内壁に圧接するとともに、ループ両端部の金属細線も貫通孔の内壁と圧接するように挿入し、その力で前記貫通孔内に導電部材を保持している。

本発明の好適な異方導電性シートにあっては、絶縁性弾性体シート１の表面及び裏面にさらに耐熱性エンジニアリングプラスチックスからなる厚み０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍの薄層６ａ及び６ｂが形成されている。この耐熱性エンジニアリングプラスチックスとしてはポリイミド又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が好適に用いられる。

このように前記シートの表面及び裏面に耐熱性エンジニアリングプラスチックスの薄層を形成することで、異方導電性シートが補強され、形態安定性が向上するだけでなく、貫通孔の位置精度が高まり、互いに対向する位置に端子を有する一対の電子部品を電気的に接続する導電シートとしての精度が向上する。

上述の如き異方導電性シートを使用してＩＣ等の半導体デバイスの検査を行うには、該異方導電性シートを被検査半導体デバイスの端子とテスタ側の検査用電気回路基板における電極パッドとの間に配置し、該異方導電性シートを介して前記半導体デバイスの端子と前記電極パッドとを電気的に接続するように半導体検査装置を構成することができる。したがって、本発明によれば、前記異方導電性シートを被検査半導体デバイスの端子と検査用電気回路基板の電極パッドとの間に配置し、前記異方導電性シートを介して前記半導体デバイスの端子とテスタ側の電気回路基板の電極パッドとを電気的に接続するようにした半導体検査装置が提供される。

この装置において、前記異方導電性シートと被検査ＩＣとの間に検査波形安定化シートを配置すると、より正確な検査・測定が実施できるので好適である。
該検査波形安定化シートは、絶縁性弾性体シートを基体とし、これに被検査ＩＣの端子数に対応する数の貫通孔を穿設して各貫通孔内に検査波形調整部材を挿入・固定した検査波形安定化シートを、被検査ＩＣ導体デバイスと前記異方導電性シートとの間に配置し、前記被検査半導体デバイスの端子からの電気信号を前記検査波形安定化シート中の検査波形調整部品で調整した上で、前記異方導電性シートの導電部材に伝達するようになっている。そして、前記検査波形安定化シートの各貫通孔のうち、被検査半導体デバイスのテスト信号回路の端子に対応する貫通孔には、抵抗器、ＬＥＤ又はＬＲ回路が挿入固定され、被検査半導体デバイスの電源回路及びバックグラウンド回路に対応する貫通孔にはコンデンサ（キャパシタ）が挿入固定され、前者で被検査半導体デバイスからの信号の波形を整え、ノイズを低減するとともに、後者で電源ノイズを低減するようになっている。

このような検査波形安定化シートの使用により、電源ノイズが低減され、かつ検査波形の乱れが軽減さえるので、検査時に正確な測定結果を得ることができ、検査の信頼性が向上する。

なお、この検査波形安定化シートは、本発明に係る異方導電性シートと組み合せて使用すると特に効果的であるが、それ自体でノイズ低減効果を有するので、他の異方導電性シート、例えば従来の異方導電性ゴムシートや他のコンタクトシートと組み合せて使用することも可能である。

本発明を実施するに当り、被検査ＩＣの端子の損傷や変形を防ぐため、該ＩＣと前記検査波形安定化シートとの間に、絶縁性弾性体からなるシートを基体としてこれに前記ＩＣの端子数に対応する数の貫通孔を設け、各貫通孔中に上端部が被検査ＩＣの端子と接触する導電性金属部材を挿入固定したコンタクトシートを介在させ、該コンタクトシート内の導電性金属部材を介して前記被検査ＩＣの各端子と前記検査波形安定化シートの貫通孔内に存在する各検査波形調整部品とを電気的に導通するように構成するのが好ましい。

被検査ＩＣの端子が球状又は半球状のバンプを形成している場合は、前記コンタクトシートの貫通孔に挿入した導電金属部材における前記ＩＣ端子側の先端部を、周縁部に複数、好ましくは３〜４個、の凸部を有する半王冠形状をなし、かつその中央部が凹状にくぼんでバンプの先端が接触しない形状に形成して、該金属導電部材の凸部で前記バンプの側面を支承して電気的に導通可能に接触させるようにすると、前記バンプの変形や傷が生じ難いので好適である。

すなわち、前記端子が、はんだボールの如き球形又は半球形のバンプとなっているときは、検査波形安定化シート内の抵抗などに直接接すると、該端子の変形や損傷が起こることがある。その懸念がある場合は、被検査ＩＣと前記検査波形安定化シートとの間に、前記コンタクトシートを配置し、これを介して被検査ＩＣの端子と前記検査波形安定化シートの部品とを電気的に導通するように構成すると、被検査ＩＣの端子における球状又は半球状のバンプの側面が前記の如き半王冠形状を有する導電部材の先端部によって支承され、バンプの先端部は直接該導電部材には接しないので、ＩＣの端子（バンプ）が変形したり傷がついたりすることはない。

本発明では、前述の如く、耐熱性に優れたフッ素ゴムからなる絶縁性弾性体シートを用い、かつ該シートの各貫通孔内のそれぞれに配置する導電部材を、略楕円形状のループに形成した導電性細線にて構成し、その長径方向を絶縁性弾性体シートの厚さ方向に沿って設置しているので、ＩＣ等の電子部品の端子を該導電部材に接触させて加圧したときに、略楕円形ループの細線からなる導電部材がＩＣ等の平面度を吸収しつつ絶縁性弾性体が該導電部材を介してＩＣ及び検査用電気回路の端子同士を接触させるのに十分な変形を行うとともに、導電部材が直立性を維持したままで端子同士を接続することができる。この結果、高温下でも複雑な形状のＩＣ等の電子部品の端子と検査用電気回路の電極とを電気的に確実に接続することができる。

また、略楕円形のループに形成した導電性細線を、ループの長径方向が絶縁性弾性体の板厚方向に沿うように設置しているので、球形の導電部材に比べて絶縁性弾性体の表面に対する設置面積を少なくすることができ、導電シートをファインピッチな電子部品に取り付けることができる上に、楕円形ループにした導電部材が十分にバネ性を有するので、端子が損傷するのを防止することができる。

さらに、本発明の導電シートは、前記絶縁性弾性体に丸穴状又は四角穴状の貫通孔を形成し、前記導電部材を前記貫通孔に挿入したので、貫通孔と導電部材の間に僅かな隙間を形成することができる。このため、被検査ＩＣ等の電子部品を加圧したときに、該電子部品と異方導電性シートの間に空気の逃げ用の流路を形成することができ、電子部品が異方導電性シートに密着して該シートから外れなくなるのを防止することができる。

しかも、本発明の異方導電性シートは、製造コストが安く、経済性にも優れている。この点は、工業上に適用する場合に特に重要な利点である。

そして、前記の検査波形安定化シートを使用することで、検査時の電源ノイズ、検査波形の乱れが低減するので、より正確な検査・測定を実施することができる。

また、前記のコンタクトシートを併用すれば、ＩＣ端子、特に球形又は半球形のバンプ状電極を損傷することがない。

本発明のさらなる効果及び利点については、後述する実施形態の説明によって明らかとなろう。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る異方導電性シートの構造を示す図であり、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）はその一部（破線で囲んだ部分）の部分拡大図、（Ｃ）は前記部分拡大図のＣ−Ｃ線における矢視断面図である。

図２は、導電性材料からなる細線を複数回巻回して楕円形のループに形成した導電部材の例を示す見取り図である。

図３は、本発明の他の実施形態に係る異方導電性シートの構造を示す断面図である。

図４は、本発明の異方導電性シートをＩＣの検査に使用する場合の一実施形態を示す図であり、（Ａ）は、本発明の一実施形態の異方導電性シートを検査用の電気回路基板に載置した状態を示す簡略化した断面図、（Ｂ）はＩＣを本発明の異方導電性シートを介して検査用の電気回路基板側に加圧した状態を示す簡略化した断面図である。

図５は、本発明の異方導電性シートをＩＣの検査に使用する場合の他の実施形態を示す図であり、異方導電性シートと被検査ＩＣとの間に、検査波形安定化シートを配置して検査を実施する例の簡略化した断面図である。

図６は、さらに、被検査ＩＣと検査波形安定化シートとの間にコンタクトシートを介在させて検査を実施する例の簡略化した断面図である。

まず、本発明に係る好適な異方導電性シートの構成について説明する。

図１、（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）において、本発明に係る異方導電性シート１は、実質的に絶縁性弾性体シート２及び該シート中に存在する導電部材３から構成されている。

絶縁性弾性体シート２は耐熱性のフッ素ゴムから形成されており、その厚みは、０．２５ｍｍ〜１．２ｍｍ、特に０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであるものが好適である。

前記絶縁性弾性体シート２には、被検査ＩＣの各端子の位置に対応する位置にそれぞれ円形の貫通孔２ａが設けられている。これらの貫通孔２ａは、既に述べた通り円形孔（丸穴）に限定されず、断面が楕円形や、四角、六画、八角等の多角形の貫通孔であってもよい。貫通孔２ａは、図示の如く、絶縁弾性体シート２の平面に対して直角方向に伸びた孔が適当であるが、場合によっては、若干の角度で傾斜した孔でも差し支えない。

そして、それぞれの貫通孔２ａには、略楕円形のループに形成された導電部材３が挿入されている。この導電部材３は、略楕円形ループに形成した導電性細線、例えば、アルミニウム、銅、銀、金等の低硬度な金属あるいはステンレス線、ピアノ線等で構成されている。

前記の略楕円形のループに形成された導電部材３は、図２に例示するように、導電性の金属細線を複数回、特に３〜１０回巻回して１つのループを形成したものが好ましい。また、複数の金属細線を引き揃えてループを形成させたものでもよい。したがって、図１、図３〜図６において、略楕円形ループに形成した導電部材３は、便宜上、１本の実線で示しているが、図２の如き複数本の金属細線の集合体で構成されたループの場合を含むと理解されるべきである。

この略楕円形ループは、楕円形の長径方向（長手方向）が絶縁性弾性体シート２の厚さ方向に沿って、すなわち、貫通孔２ａ中に縦長に挿入され、該楕円形ループの上端部及び下端部が貫通孔の上下の開口部から露出するように存在している。

略楕円形のループに形成された導電部材３は、ループの両側で貫通孔２ａの内壁に圧接し該導電部材３を形成する金属細線の先端部が貫通孔内壁に突き刺さるため、貫通孔２ａ内に安定的に保持される。

図３は、本発明の特に好適な実施形態として、絶縁性弾性体シート１２の上下両面において、貫通孔２ａの開口部分を除き、ポリイミド、ＰＥＥＫ等の耐熱性エンジニアリングプラスチックスの薄層６ａ，６ｂを設けた例を示す。

絶縁性弾性体シート１２の上下両面に、前記薄層６ａ，６ｂを設けるには、耐熱性エンジニアリングプラスチックスのフィルムを貼り付ける方法、あるいは耐熱性エンジニアリングプラスチックスをコーテングする方法が採用できる。前記薄層６ａ，６ｂの厚さは既に述べたように、０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍが適当であり、特に０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍが好適である。

図３のように、本発明の異方導電性シートの基体となる絶縁性弾性体シート１２を上下に耐熱性エンジニアリングプラスチックス層６ａ，６ｂを有する積層構造とすることにより、全体の補強効果と形態安定性向上効果があり、かつ検査時における貫通孔の位置精度が高まる。さらに、楕円形のループにした導電部材３の検査時における変形も減少するので、検査の精度が格段に向上する。

本発明に係る異方導電性シート１はＩＣ等の半導体デバイスの導通検査を行うために使用されるものであり、検査時には、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように披検査電子部品としてのＩＣ４とテスタ側に設けられた検査用の電気回路基板５との間に介装され、異方導電性シート１における導電部材３を介してＩＣ４の端子４ａと電気回路基板５の電極パッド（端子）５ａとを電気的に接続する。なお、電気回路基板５は電気回路の一部であり、電気回路全体の図示は省略している。

すなわち、前述のような構成を有する本発明の異方導電性シート１は、まず、図４（Ａ）に示すごとく、電気回路基板５の電極パッド５ａ上に前記導電部材３が位置するように電気回路基板５上に該異方導電性シートを配置する。次いで、それぞれ導電部材３上に検査対象のＩＣ４の端子４ａが位置するように、ＩＣ４を異方導電性シート上に載置した後、図４（Ｂ）に示すようにＩＣ４を、該異方導電性シートを介して電気回路基板５に向けて（下方に）加圧し、電気回路基板５の電極パッド５ａから導電部材３を介してＩＣ４の端子４ａと電気的に接続する。

このとき、高集積化されたＩＣ４は高温になるが、本発明では、異方導電性シートを構成する絶縁性弾性体シート２を耐熱性のフッ素ゴムから構成しているので、高温下であっても、フッ素ゴムからオイルが発生することがない。

また、本発明の異方導電性シート１にあっては、導電部材３を略楕円形状のループに形成した導電性細線で構成し、導電部材３の長手方向を絶縁性弾性体シート２のシート厚方向に沿って設置しているので、ＩＣ４の端子４ａを導電部材３に接触させて上方からＩＣ４を加圧したときに、ＩＣ４の平面度を吸収しつつ絶縁性弾性体シート２が導電部材３を介して端子４ａ及び電極パッド５ａを接触させるのに十分な変形を行うとともに、導電部材３が直立性を維持したままで端子４ａ及び電極パッド５ａを電気的に接続することができる。

この結果、高温下でもＩＣ４の端子４ａと検査用の電気回路基板５の電極パッド５ａとを電気的に確実に接続することができる。この際、導電部材３を、図２のように導電性細線（ワイヤー）を複数巻回して楕円形ループを形成すると、検査対象となるＩＣとの接触導電面積が拡大されるので、検査精度が向上する。

さらに、本発明の異方導電性シート１にあっては、導電性細線を略楕円形ループに形成してなる縦長の導電部材３を、その長手方向を絶縁性弾性体シート２の厚さ方向に沿って設置しているので、従来の球形の導電部材に比べて絶縁性弾性体シート２の表面に対する設置面積を少なくすることができ、その結果、異方導電性シート１をファインピッチなＩＣ４にも取り付けることができる上に、略楕円形ループに形成してなる導電部材３が十分なバネ性を有するので、検査時におけるＩＣ４の端子４ａ及び電気回路基板５の電極パッド５ａの変形や損傷を防止することができる。

また、絶縁性弾性体シート２に円形孔（丸穴）状の貫通孔２ａを形成し、導電性細線を略楕円形ループに形成した導電部材３を貫通孔２ａに挿入しているので、貫通孔２ａと導電部材３の間に僅かな隙間を形成することができる。このため、被検査ＩＣ４を加圧したときに、被検査ＩＣ４と異方導電性シート１との間及び異方導電性シート１と電気回路基板５との間に、空気の逃げ用の流路を形成することができ、被検査ＩＣ４又は電気回路基板５が異方導電性シート１に密着して該シート１から外れ難くなるのを防止することができる。

かくして、本発明によれば、高温下でも電子部品の端子を電気的に確実に接続することができ、かつ取扱性も良好であり、しかも低コストで製造きる異方導電性シートが提供される。

以上の如き本発明の異方導電性シート１は、ＩＣ４と検査用の電気回路基板５の電極パッド５ａとの間に介在させて、ＩＣ４を上から押し付けることで、図４（Ｂ）に示すように、異方導電性シート１中の導電部材３を介してＩＣ４の端子と電気回路基板５の電極パッド５ａとの間が個々に電気的に接続されるので、所定の電流を印加してＩＣ４におけるＡＣ・ＤＣ特性や機能的特性等の検査・測定を行うことが出来る。

なお、本発明の異方導電性シート１を用いた半導体検査装置では、図４（Ａ）（Ｂ）の如く異方性導電シート１の直上に検査対象のＩＣ４を載せて検査を行うこともできるが、ＩＣ４と異方導電性シート１との間の接続構造として、本発明者が特開２００３−１４９２９１号にて提案したメッシュ構造を含む第１層接続端子と導電性ゴムシートを主体とする第２層接続端子との２層からなるソケット接続端子を使用するのが適当である。該ソケット接続端子においては、第１層接続部分の形状を、相手となるＩＣ接続端子の形状に合わせて種々な形状とすることが出来、この部分は互換性を備える。例えば、ＩＣ接続端子の形状が、平面状、すり鉢状又はクラウン状のとき、ソケット接続端子における第１層部接続部分の形状は、これに対応して、平面状、紡錘状又は凹面状を呈するので、端子同士が相互に密着できる形状となり、完全かつ確実な電気的接触が可能となる。

また、図５に示すように、被検査ＩＣ４と異方導電性シート１との間に、以下に述べる新規な検査波形安定化シート２０を介在させることにより、検査時にＩＣ４の各端子からテスタ側の電気回路基板５の電極パッド５ａに流れる電圧や電流の値を適正化・平準化し、かつＩＣ各端子から出力される信号のノイズを低減することが可能となる。

すなわち、テスト時にＩＣ４の各端子４Ａａからテスタ側における電気回路基板５の電極パッド５ａに流れる信号の電圧や電流等が端子ごとに不安定要素を持っており、電源や信号の波形にノイズを含むものとなるため、ＩＣソケットのスタブ長を低減する試み（特開２００３−２０２３２号公報参照）や、ＩＣソケット等半導体検査の治具及び装置とテスタとの間の電気的接続を行うインターフェースの役割をするＤＵＴボード（評価用ボード）の裏面等に、該ボードの各端子からの導電回路ごとに、それぞれ個々に抵抗、コイル、コンデンサ等を設けて、ＩＣからの電流を平準化及びＩＣ端子間及び端子単体の信号ノイズを防止することが試みられている。しかし、ＤＵＴボードの裏面に多数の抵抗、コイル、コンデンサ等を取り付けることは煩雑で、取り付け位置も限られるために配線も複雑となり、かつそのコストも大となるため実用面で問題があった。

図５に例示する検査波形安定化シート２０は、このような問題を解消するために本発明者が新たに考案したものであって、フッ素ゴム等の耐熱性弾性体からなる絶縁シート２１を基体とし、これに被検査ＩＣ４の端子４４ａの位置と前記異方導電性シート１の貫通孔ａの位置とに対応して、それぞれを結ぶように複数の貫通孔２１ａが穿設されており、各貫通孔には、各ＩＣ端子４４ａに対応する検査波形調整部品２２ａ〜２２ｄを設けて該貫通孔２１ａ内に固定するとともに、貫通孔２１ａの上端及び下端の開口部にて前記各部品が対応するＩＣ４の端子４４ａ及び前記異方導電性シート１の導電部材３に電気的に接触するようにしたものである。すなわち、検査波形安定化シート２０は、各貫通孔２１ａ内の検査波形調整部品にて被検査ＩＣの電源ライン、ベースライン及び信号ラインの電流電圧、信号等を適宜調整し、ノイズを低減した上で、異方導電性シート１の導電部材３に伝達する機能を有するものであり、したがって、その必要のないＩＣ端子に対応する貫通孔(図示せず)には、導電回路上がりの金属、例えば銅の合金（ＢｏＣｕ）やＳＫ炭素鋼などを挿嵌して通常の導電性を与えるようにすればよい。

検査波形安定化シート２０の貫通孔２１ａに挿入する検査波形調整部品の具体例としては、円柱状あるいは角柱状等の縦長の抵抗器２２ａ、ＬＥＤ２２ｂ、ＬＲ回路２２ｃ等、あるいは平たい横長のコンデンサ（キャパシタ）２２ｄ等が使用される。ＩＣの信号系回路の端子に対応する貫通孔には、抵抗器２２ａ、ＬＥＤ２２ｂ、ＬＲ回路２２ｃ等を配置すれば、これらによって検査信号波形の乱れ(信号の反射による悪影響を含む)が低減する。一方、電源系回路及びバックグラウンド系回路に対応する貫通孔には、コンデンサ（キャバシタ）２２ｄを配置すると、電源系の乱れやノイズが低減する。

かくして、検査波形安定化シート２０の各貫通孔２１ａ内に設置する検査波形調整部品は、対応する被検査ＩＣの各端子の機能、すなわち入力又は出力される電流や信号、に応じて選定される。例えば、テストパターン信号を出力するＩＣ端子に対応する貫通孔には、抵抗器２２ａ、ＬＥＤ２２ｂ、ＬＲ回路２２ｃを配置し、電源及びグラウンド信号に関与する端子に対応する貫通孔には、コンデンサ（キャパシタ）２２ｄを配置する。これらの部品はそれぞれの端子が検査波形安定化シート２０の貫通孔２１ａから絶縁シート２１の上面及び下面に露出して、それらを介して該検査波形安定シート２０の上に載置したＩＣ４の端子４４ａと異方導電性シート１の導電部材３とが１対１で電気的に接続されるようにする。ただし、コンデンサ２２ｄは一般に横長のもの多いので、図５のコンデンサ２２ｄのように複数の貫通孔にまたがるように配置してもよい。また、コンデンサ２２ｄが縦方向の長さ(高さ)がシート２０の厚さより小さい場合は、コンデンサ２２ｄのほかに貫通孔２２ａに導電性金属部材２３を挿入し、コンデンサ２２ｄと直列に接続して該シート２１の上面から下面に至る導電性を確保する。この導電性金属部材２３は、例えば銅の合金（ＢｏＣｕ）やＳＫ炭素鋼などで構成される。

この検査波形安定化シート２０の厚さ及び貫通孔２１ａの大きさ（内径）は、そこに嵌め込む検査波形調整部品２２ａ〜２２ｄの長手方向及び横方向の寸法に応じて適宜選択されるが、一般に、該シート２０の厚さは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、貫通孔２１ａの内径は０．３ｍｍ〜０．６ｍｍが好ましい。各貫通孔２１ａの断面形状は、円形（丸穴）に限定されず四角形、その他の多角形でもよい。一般に、貫通孔２１ａ内に設置する部品２１が円柱形又はそれに近い形状の場合は円形孔が好ましい。

このように、ＩＣ４と異方導電性シート１との間、あるいは、異方導電性シート１と検査用の電気回路基板５との間に、このような検査波形安定シート２０を介在させ、かつ前記両シートの貫通孔を１対１で対応する位置関係に配置すれば、ＤＵＴボードの裏面に抵抗やコンデンサを設けなくとも、ＩＣ４の各端子４４ａからテスタ側の電気回路基板の電極パッドに伝わる電圧・電流が平準化しかつＩＣ端子間及び端子単体の信号ノイズが防止されるので、検査測定を円滑かつ正確に行うことが出来る。しかも、被検査ＩＣに応じて、この検査波形安定シート２０を交換するだけで、同一のＤＵＴボードで多種多様なＩＣの検査を行うことが可能となる。

なお、図５及び図６に示すように、検査対象のＩＣ４の端子が、はんだボールのように球形又は半球形のバンプ状端子４４ａになっている場合は、その先端が検査波形安定化シート２０内の抵抗器２２ａ等に直接接触すると、測定時のＩＣ４上方からの加圧によってバンプ状端子４４ａに変形や損傷が生じることがある。

本発明では、これを避けるために、図６に示すように、被検査ＩＣ４と検査波形安定化シート２０との間に、コンタクトシート３０を介在させるのが好ましい。このコンタクトシートシート３０は、フッ素ゴム等の絶縁性弾性体シート３１を基体とし、これに被検査ＩＣの端子（すなわち球形又は半球形のバンプ）４４ａと検査波形安定化シート２０の貫通孔開口部とを結ぶ貫通孔を穿設し、各貫通孔に導電性金属部材３２を挿入し、該導電性金属部材３２を介して被検査ＩＣ４の端子と検査波形調整部品２２ａ〜２２ｄとを電気的に導通させるようにしたものである。

前記導電性金属部材３２において、前記ＩＣ端子４４ａ側の先端部は、その周縁部に複数、特に３〜４個、の凸部を有する半王冠形状であって、その中央部が凹状にくぼんでおり、該導電性金属部材３２の凸部で前記球状又は半球状バンプの側面を支承して電気的に導通可能にしたものが好ましい。このような形状の導電性金属部材３２は、バンプ状端子４４ａの先端部とは接触しないので、該端子の変形や傷が生じ難いので好適である。このコンタクトシート３０の基体となる絶縁性弾性体シート３１は、厚みが０．２５ｍｍ〜１．２ｍｍ、特に０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであるものが好ましい。また、導電性金属部材３２は、例えば銅の合金（ＢｏＣｕ）やＳＫ炭素鋼などで構成される。

コンタクトシート３０の貫通孔内に設ける前記導電性金属部材３２それ自体としては、例えば特開２００３−４３１０４号公報に開示された形状のも使用可能である。

なお、前述した図５に示した検査波形安定化シート２０のコンデンサ配置貫通孔に設ける導電性金属部材２３も、該部材２３がバンプ状のＩＣ端子４４ａと直接に接する場合は、ＩＣ端子側の先端部を前記導電性金属部材３２と同様の半王冠状とするのがよい。

また、図６のように、検査波形安定化シート２０において、コンデンサ２２ｄとして横長の平坦な形状のものを使用する場合は、貫通孔に先端部が平坦な導電性金属部材２４を挿入して、該シートの上面と下面の導電性を確保するのが適当である。

以上述べたように本発明に係る異方導電性シート１は、上述した検査波形安定化シート２０及びコンタクトシート３０と組み合せてＩＣ等の半導体デバイスの検査装置を構成すると、高い信頼性の正確な検査を行うことができる。

本発明の異方導電性シートはＩＣ、ＬＳＴ等の半導体デバイスの電気特性を検査する際に、被検査半導体デバイスとテスタ側の電気回路基板との間に配置して両者を電気的に確実に接続するシートとして特に有用である。

また、本発明の異方導電性シートと、上述した検査波形安定化シート及びコンタクトシートとの組み合せを備える半導体検査装置は、比較的安価な装置で正確な検査を実施できるので、半導体検査工程できわめて有用である。

本発明の一実施形態に係る異方導電性シートの構造を示す図であり、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）はその部分拡大図、（Ｃ）は切断線Ｃ−Ｃにおける矢視断面図断面図である。 金属細線を複数回巻回して楕円形のループに形成した導電部材の例を示す見取り図である。 本発明の他の実施形態に係る異方導電性シートの構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態の導電シートをＩＣの検査で使用する状態を示す図であり、（Ａ）は電気回路基板に載置した状態を示す簡略化した断面図、（Ｂ）はＩＣを本発明の異方導電性シートを介して検査用の電気回路基板側に加圧した状態を示す簡略化した断面図である。 本発明の異方導電性シートの上に検査波形安定化シートを重ね合わせて使用する実施形態を示す簡略化した断面図である。 本発明の異方導電性シートの上に検査波形安定化シートを重ね合わせ、さらにその上にコンタクトシートを重ね合わせて使用する実施形態をします簡略化した断面図である。

符号の説明

１ 異方導電性シート
２ 絶縁性弾性体シート
２ａ 貫通孔
３ 金属細線の略楕円形ループからなる導電部材
３ａ，３ｂ ループを形成する金属細線の端部
４ 披検査ＩＣ
４ａ 被検査ＩＣの接続端子
５ テスタ側の検査用電気回路基板
５ａ テスタ側の検査用電気回路基板の電極パッド
６ａ，６ｂ エンジニアリングプラスチックスの薄層
２０ 検査波形安定化シート
２１ 絶縁性弾性体シート
２１ａ 貫通孔
２２ａ 抵抗器
２２ｂ ＬＥＤ
２２ｃ ＬＲ回路
２２ｄ コンデンサ
２３ 導電性金属部材
３０ コンタクトシート
３１ 絶縁性弾性体シート
３２ 導電性金属部材
４４ａ 被検査ＩＣの接続端子に形成された球状のバンプ

Claims (19)

1. 耐熱性のフッ素ゴムからなりかつその厚さ方向に伸びた複数の貫通孔を有する絶縁性弾性体シートと、前記各貫通孔内に挿入された、導電性材料の細線を略楕円形状ループに形成してなる導電部材とを有し、かつ、前記貫通孔内に挿入された前記導電部材をその略楕円形ループの長径方向が前記絶縁性弾性体シートの厚さ方向になるよう配置し、前記導電部材を介して前記異方性導電シートの上下に配置した一対の端子を電気的に接続するようにしたことを特徴とする異方導電性シート。
2. 前記絶縁性弾性体シートに設けた貫通孔の横断面が円形である請求項１記載の異方導電性シート。
3. 前記絶縁性弾性体からなるシートに設けた複数の円形貫通孔の内径が前記絶縁性弾性シートの厚みの４５％〜６５％である請求項２記載の異方導電性シート。
4. 前記絶縁性弾性体からなるシートに設けた複数の横断面が多角形である請求項１記載の異方導電性シート。
5. 前記絶縁性弾性体からなるシートの厚みが１．２ｍｍ〜０．２５ｍｍである請求項１〜請求項４のいずれかに記載の異方導電性シート。
6. 前記導電部材がアルミニウム、金、銀、銅、鉄又はこれらを主成分とする合金からなる金属細線で形成された請求項１〜請求項５のいずれかに記載の異方導電性シート。
7. 前記金属細線の直径が３０μｍ〜２００μｍである請求項６記載の異方導電性シート。
8. 略楕円形ループに形成した前記導電部材が、前記金属細線を３〜１０ターン巻回して１個の略楕円のループに形成したものである請求項６又は請求項７記載の異方導電性シート。
9. 略楕円形ループに形成した前記導電部材の一部を前記貫通孔の上下端から僅かに突出させた請求項１〜請求項８のいずれかに記載の異方導電性シート。
10. 略楕円形ループに形成した前記導電部材を、該楕円形ループの短径部分の側面で前記貫通孔の内壁と圧接させるとともに、ループに形成した導電性材料細線の端部も前記貫通孔の内壁と圧接させて、前記導電部材を前記貫通孔内に保持するようにした請求項１〜請求項９のいずれかに記載の異方導電性シート。
11. 前記絶縁性弾性体からなるシートの表面及び裏面に、さらに耐熱性エンジニアリングプラスチックスからなる薄層を形成した請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の異方導電性シート。
12. 前記耐熱性エンジニアリングプラスチックスからなる薄層の厚みが０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍである請求項１１記載の異方導電性シート。
13. 前記耐熱性エンジニアリングプラスチックがポリイミド又はポリエーテルエーテルケトンである請求項１１又は請求項１２記載の異方導電性シート。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の異方導電性シートを、被検査半導体デバイスの端子とテスタ側回路の電極パッドとの間に配置し、前記異方導電性シートを介して前記半導体デバイスの端子とテスタ側回路の電極パッドとを電気的に接続するようにしたことを特徴とする半導体検査装置。
15. 絶縁性弾性体シートを基体とし、これに複数の貫通孔を穿設して各貫通孔内に検査波形調整部品を挿入した検査波形安定化シートを、被検査半導体デバイスと前記異方導電性シートとの間に配置し、前記被検査半導体デバイスの端子からの電気信号を前記検査波形安定化シート中の検査波形調整部品にて調整した上で、前記異方導電性シートの導電部材に伝達するようにした請求項１４記載の半導体検査装置。
16. 前記検査波形安定化シートの貫通孔のうち、被検査半導体デバイスのテスト信号回路の端子に対応する貫通孔には、検査波形調整部品として抵抗器、ＬＥＤ又はＬＲ回路を挿入し、被検査化半導体デバイスの電源回路及びバックグラウンド回路に対応する貫通孔には、検査波形調整部品としてコンデンサを挿入した請求項１５記載の半導体検査装置。
17. 前記検査波形安定化シートの貫通孔のうち、コンデンサを挿入した貫通孔にさらに導電性金属部材を直列に挿入した請求項１６記載の半導体検査装置。
18. 前記検査対象の半導体デバイスと前記検査波形安定化シートとの間に、絶縁性弾性体からなるシートを基体とし、これに複数の貫通孔を穿設し、各貫通孔中に上端部が被検査半導体デバイスの端子と接し下端部が前記検査波形安定化シートの各貫通孔内の検査波形調整部品と接する導電性金属部材を挿入したコンタクトシートを介在させ、該コンタクトシート内の導電性金属部材を介して前記被検査半導体デバイスの各端子と前記検査波形調整部品とを電気的に導通するようにした請求項１６又は請求項１７記載の半導体検査装置。
19. 半導体デバイスの端子は球状又は半球状のバンプを形成しており、かつ前記コンタクトシートの貫通孔に挿入した導電金属部材は、前記半導体デバイス端子側の先端部が複数の凸部を有する半王冠形状であって、かつその中央部が凹状にくぼんだ形状を有し、該金属導電部材先端の凸部で前記バンプの側面を支承するようにした請求項１８記載の半導体検査装置。

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